正文 1.2 化學氧化技術的應用(3 / 3)

常用的堿性氯化氧化法有局部氧化和完全氧化兩種工藝。值得注意的是,影響氧化還原反應的因素有溶液的酸堿度、溫度、反應物的濃度等。其中溶液的酸堿度尤為重要,因為它將決定溶液中各種離子的電離度和存在形態,因而決定氧化還原反應速度的快慢。例如高錳酸鹽把氰化物氧化為氰酸鹽時,在pH=9左右有最高的氧化速度,而在酸性範圍內(pH

4.高級化學氧化技術

高級化學氧化是在對傳統水處理技術中經典化學氧化法改革的基礎上應運而生的一種新技術。高級化學氧化(Advanced Oxidation Process—AOP或者Advanced Oxidation Technology—AOT)的概念由Glaze等人在1987年提出,是指利用羥基自由基有效破壞水相中汙染物的化學反應。羥基自由基的產生方法一般采用加入氧化劑、催化劑或借助紫外光、超聲波的作用。高級化學氧化法近年來引起人們的極大關注,已成為目前國際上水處理領域的熱點課題。高級化學氧化技術就其關鍵問題,產生活性羥基自由基的方式可分為均相、多相和有無照射作用等多種。目前被公認為比較突出的高級化學氧化技術有H2O2/Fe2+(Fenton試劑法)、UV/TiO2/O2(多相光催化氧化)、UV/H2O2(過氧化氫加紫外光)、UV/TiO2/H2O2(過氧化氫與多相光催化結合)。許多研究成果都顯示了高級化學氧化法的突出優勢。國外已將該技術用於地下水、有毒汙泥和汙染土壤的處理。我國從90年代初也相繼開展了這方麵的研究。結合我國國情和國民經濟的實力,我們的重點方向在於多相光催化氧化技術,並著重於以太陽能為主以電光源為輔,將光催化氧化作為一項水處理過程中的單元技術,對現有的水處理工藝進行改革。

1.2.3.2 原位化學氧化法修複有機汙染土壤和地下水

土壤及地下水的修複已成為當前國內外環保研究的熱點。土壤位於自然環境的中心位置,是人類賴以生存的物質基礎,是聯結自然環境中無機界和有機界、生物界和非生物界的中心環節。它作為農業生產的基礎和環境要素的重要組成部分,承擔著環境中大約90%的來自各方麵的汙染物。近年來,現代工業社會日益發達的同時,進入土壤中的汙染物亦日益增多。而且,土壤和地下水相互作用,相互影響。土壤和地下水汙染危及人體健康,對社會、經濟發展和生態環境有著無法估量的影響。因此,土壤及地下水的汙染問題受到了越來越多的關注。

1.2.3.3 餐飲廢水處理技術進展

近些年來,隨著經濟的發展和人民生活水平的提高,包括餐飲業在內的第三產業得到了蓬勃發展。於是,由此帶來的環境汙染問題也日益突出。據不完全統計,餐飲行業每年都要排放上億噸的廢水,而且還有不斷增加的趨勢。這些廢水有機物濃度高,預處理率偏低,未經處理或處理未達標就排入城市管網,將對城市汙水處理廠造成很大壓力。在管網配套不完善的地區,問題更加嚴重。餐飲廢水直接排入附近水體,不僅影響環境,而且危害人們的身心健康。

1.餐飲廢水的特征

餐飲廢水中含有大量的食物殘渣,有機物含量相當高。據國內幾個主要大城市對餐飲廢水汙染指標監測的結果顯示:COD為500~1000mg/L,BOD為300~400mg/L,SS為300~400mg/L,油脂在150mg/L以上。事實上,有的廢COD達到幾千甚至上萬毫克每升。有資料報道,餐飲廢水排放量約占城市生活汙水排放量的3%,但BOD和COD的含量卻占總負荷的1/3。受製於人們的生活飲食習慣,餐飲廢水水質、水量變化大,並且用於餐飲廢水處理的空間有限,這些都給餐飲廢水的處理帶來了限製。

2.餐飲廢水的主要處理工藝

餐飲廢水首先進行固液分離。固液分離後的廢水仍含有大量的油脂,過高的油分使後續工藝負荷增加,影響處理效果。所以餐飲廢水的主要處理步驟分為兩步:油水分離和水的深度處理。目前應用最廣泛的油水分離設施就是隔油池。油水分離中得到的油脂,經加工可以得到甲烷、肥皂、動物飼料和低檔潤滑油等產品。餐飲廢水經過預處理後,仍具有高有機物、高SS的特點。國內外學者研究了很多對餐飲廢水具有針對性的處理方法,這些方法大致可以分為物理化學法、電化學法、生物法。這三種方法的側重點不同,生物法主要是去除廢水中的高濃度有機物質,物理化學法及電化學法主要是去除廢水中高濃度的各種油分。

(1)物理化學法

餐飲廢水中的汙染物主要以膠體和懸浮物的形態存在,其主要成分為澱粉、蛋白質、動植物油脂、洗滌劑等。物理化學法中的混凝、氣浮等方法正適合去除水體中的膠體和懸浮物,加之物化法流程短、設備簡單、占地麵積小,所以該法在餐飲廢水的處理上應用相當廣泛。

當廢水中加入混凝劑時,通過壓縮雙電層、電性中和吸附架橋、網捕卷掃等共同作用,使膠體和懸浮粒子脫穩凝聚,在重力作用下沉降,與水體分離,進而去除汙染物。混凝法的關鍵在於選擇一種高效、廉價的混凝劑。目前對混凝劑的研究主要集中在複配混凝劑和新型混凝劑的開發上。張秀娟采用新型複合混凝劑—淨水劑DH-3(無機和有機高分子化合物的複合物)處理餐飲廢水,COD的去除率可達到83%左右,經過深度處理(砂濾、活性炭吸附、消毒)後出水水質可以達到國家排放標準乃至回用標準。

(2)粗粒化法

隨著粗粒化技術用於含油廢水的處理,特別是由同時具有親油基團和親水基團的高分子材料製成的粗粒化床的使用,使含油廢水的處理效率大大提高。

(3)電化學法

電化學法主要有電凝聚法、微電解法、脈衝電絮凝法等工藝。電解法是當前較為成熟的方法,在電鍍、印染、化纖等領域中已有廣泛的應用。

(4)電凝聚法

電解過程中陽極一般為可溶性金屬Fe,Al等。陽極材料氧化生成金屬離子溶於水中,與OH-結合成多核羥基配合物,從而對廢水產生強烈的混凝作用。陰極則還原生成H2等氣體,微小氣泡黏附在絮凝體上,使其上浮而被去除。同時電場對廢水中的某些有機物具有直接的氧化去除作用。因此,電凝聚法的作用機理是電解凝聚、電解氣浮和電解氧化還原三者的有機結合。Xueming Chen等采用電凝聚法對高油脂含量,不同濃度COD、BOD、SS的餐飲廢水進行了處理。對比發現,Al電極的綜合性能優於Fe電極,並認為處理效果與電負荷有關,與電流密度、電導率無關。

(5)脈衝電絮凝法

針對普通電絮凝法能耗高、極板易損耗等問題,當前主要的措施就是改進電源技術,研究新型電極材料及結構。新發展的電源技術主要是脈衝電源。脈衝電源時有時無,有利於電解質擴散,減小極化,降低能耗。脈衝信號周期換向,兩極極性經常變化,還可有效解決陽極易鈍化的問題。林輝等利用脈衝電絮凝法處理餐飲廢水。經過實驗證明,該方法能有效防止鋁電極的鈍化。在相同條件下,可達到與直流電絮凝相同的去除率,而能耗可下降30%。目前,對於如何調整脈衝波形,以充分利用陽極絮凝和陰極氣浮的聯合作用,以及克服非法拉第電流能耗的問題,還有待於進一步研究。